基于shape的电子地图显示系统毕业论文(编辑修改稿)

基于shape的电子地图显示系统毕业论文(编辑修改稿)内容摘要：

3。 31 附 录 32 1 第 一 章 绪 论 电子地图概述 电子地图的定义 关于 电子地图的名称，曾经有不同的提法，如“电脑地图”、“联机地图”、“屏幕地图”和“瞬时地图”等，有时又把电子地图和数字地图等同起来，或者认为电子地图是数字地图和视盘地图的集合等。 但是在人们的生活中，电子地图的概念更通俗易懂，因而被大众所接受。 Taylor（ 1991）将电子地图定义为“在电子介质上使用的地图”；郭仁忠（ 1995）认为投影技术和设备的发展使显示电子地图的介质并不一定是电子介质，运用计算机主机和光学投影仪同样 可以在屏幕（白纸、幕布甚至墙壁）上显示地图，故可以认为“电子地图是屏幕上显示的地图的总称”。 但为了排除单纯投影与幻灯生成的屏幕地图，因此建议将电子地图定义为“是基于电子技术的屏幕地图”，并进一步强调了计算机在电子地图中的作用。 祝国瑞（ 2020）从数字地图的可视化作用出发，提出“电子地图是数字地图经可视化处理在屏幕上显示出来的地图”。 吴忠性（ 1993）、张文诗（ 1994）等从地图数据来源和地图传输的不同角度也给出了电子地图的定义。 造成电子地图概念多样化现象的原因在很大程度上是因为发展中的电子地图与现代技术迅速 结合，不断推出新的应用形式，从而在短时间内难以给出一个简洁、科学和明确的定义。 要弄清楚电子地图的概念，就需要从目前多种多样的电子地图产品中分析其内在的特性，同时还要保证这个概念的包容性和可成长性。 归纳起来，电子地图具有以下基本性质： （ 1） 电子地图首先是一种模拟地图产品。 它反映了地理信息，同时具有地图的 3 个 基本特征，即数学法则、制图综合和特定的符号系统，这使得电子地图有别于遥感影像或建筑设计图。 （ 2） 电子地图的数据来源是数字地图。 数字地图是地图的数字形式，一般存储在 计算机磁带、硬盘、 CD— ROM 等介质上。 数字地 图既可以是矢量地图数据，也可是栅格地图数据。 （ 3） 电子地图的采集、设计等都是在计算机平台环境下实施的。 计算机系统为电 子地图提供强大的软硬件支持。 同时，电子地图的屏幕显示也依赖于某个特定地图软件的表达功能。 正因为如此，梁启章采用“电脑地图”而不是“电子地图”这一术语是有一定道理的。 2 （ 4） 电子地图的表达载体是屏幕。 屏幕既可以是电子介质，如计算机显示屏、电 视机屏幕等，也可以是投影屏幕等其他形式。 电子地图的显示不是静止的和固化的，而应是实时和可变化的，这使得电子地图和传统纸质地图相比在应用上具有更大的灵活性。 综上所述 ，我们可以这样理解电子地图的概念：从狭义上讲，电子地图是一种以数据 地图为数据基础 、以计算机系统为处理平台、在屏幕上实时显示的地图形式。 而从广义上讲，电子地图应该是屏幕地图与支持其显示的地图软件的总称。 前者强调了电子地图的地图特性，后者则反映了电子地图的综合特性。 当然，电子地图的形式、范畴都可能随着技术、方法的发展而延伸，但是必须满足电子地图的基本定义。 例如，网络地图虽然是通过计算机网络实现地图数据的传输，但是它同时符合上述的 4个基本特征，所以网络地图又称为网络电子地图；而直接采用数码摄像（摄影）设备拍 摄的地图，尽管可以通过 VCD、 DVD 影碟机等在电视机上播放、浏览，但是缺少数字地图的数据管理和计算机平台的支持，就不能够称为通常意义上的电子地图。 电子地图的特点 电子地图将传统的地图与当代技术方法结合起来，产生了新的地图产品品种，表现在制图工艺流程、表现形式、地图介质、应用方法等诸多方面。 因此，电子地图不是将地图内容简单地搬上屏幕，而是在地图设计、应用上的一个重大变革，在一定程度上改变了地图的传统信息、传输方法与应用模式，赋予了地图新的生命力和科学价值。 和传统纸质地图相比，电子地图拥有 的优势和特点可以归纳为以下几个方面。 1． 数据与软件的集成性 在产品形式上，纸质地图表现为单一的地图数据输出，而电子地图是地图数据与软件系 统的集成，缺一不可。 电子地图的应用软件又可称为电子地图浏览或者阅读系统，它是地图由数据形式到模拟表达形式的翻译器和转换器，负责将地图数据库中的内容显示在屏幕上，并具有一系列对地图浏览的操作功能。 2．过程的交互性 纸质地图一旦印刷完成就成为定型产品，幅面、内容、形式都不会再发生改变。 而电子地图保存在计算机的存储设备中，电子地图系统的浏览软件允许用户对表达的地图内容进行选择 ，并通过缩放、漫游对地图表达区域进行调整，从而经过用户的交互操作在屏幕上形成一张新的地图。 3． 信息表达的多样性 3 由于受到比例尺、幅面和媒介的制约，纸质地图能反映的信息量有限，只能通过地图符 号的结构、色彩、大小来反映地理对象的信息。 而电子地图的交互功能，如放大，漫游功能以及地图数据库的支持使得地图的载负量可以得到极大的扩展，同时计算机系统的多窗口和多线程技术可以运用于视频、声音、图像、文字、动画等多媒体信息的表达，丰富了电子地图的内容，最大限度地发挥电子地图的阅读功效。 4． 无级缩放与多尺度数据 每一幅纸质地图都 具有一个固定的比例尺，但在电子地图中由于屏幕显示的灵活性，可 以在一定限度范围内通过开窗、剪裁和无级缩放，实现对电子地图内容的任意局部或全局显示。 针对缩放过程中用户对细节信息的要求不同，电子地图还可以同时载负多个比例尺地图数据，并通过设定的显示条件动态地调整地图表达的内容，如随着地图的逐步放大，更大比例尺的地图细节被显示出来。 5． 快速、高效的信息检索与地图分析 在纸质地图上搜索地图目标需要用户人工独立完成，并且只能进行一些比较简单的量算 和分析，不仅费时，而且精度也不容易得到保证。 电子地图利用地图数据库的查询 、检索功能和 GIS 的空间分析功能很容易实现用户对地图目标的快速查询（包括空间与属性之间的双向查询）和高精度量算、分析的需要。 6． 多维与动态可视化 在纸质地图中制图人员通常将地理对象的空间分布形态通过制图综合转换为二维平面形式表现出来，即使三维、连续分布 的地理信息，也间接地转化为等值线形式来表达；纸质地图表达的地图目标都是静态的、不变化的，要在图上反映动态变化的地图现象，往往通过几个时间段的静态地图组合来实现。 在电子地图上，不仅可以进行了地图的三维显示、空中飞行、虚拟环境漫游等，而且还可以直接描述地理现象的动态 变化过程。 7． 共享性 与纸质地图相比，电子地图依托于计算机技术、网络通信技术和容量大、便于携带的存 储设备，如光盘等，更容易实现地图的复制、传播和共享。 目前在 Inter 上已建立了众多的电子地图网站，可以很方便地从地图上查询城市交通、地名、旅游景点、商业服务业信息等，极大地提高了电子地图的利用率。 8． 低成本性 电子地图的内容以数据的形式保存在地图数据库中，可以方便地进行无损失复制和数据 的编辑、修改，从而很容易更新再版，做到周期短、成本低。 4 电子地图的分类 电子地图的类型十分丰富，在传统地图的 基础上有了较大的发展，因此，电子地图的类型划分可以基于基本分类和扩展分类两种方式。 基本分类是指和传统地图分类相对应的划分方法，主要根据地图的内容、性质（比例尺、区域范围）与用途来进行划分；扩展分类是电子地图特有的划分方法，划分依据有电子地图的数据结构、功能特点、输出与使用方式以及技术特色等。 电子地图的总体分类情况见表。 表 电子地图分类表 基本分类 扩展分类 划分方式 类型 划分方式 类型 按内容划分 普通电子地图 按数据结构划分 矢量电子地图 专题电子地图 栅格电子地图 按 比例尺划分 大比例尺电子地图 矢栅混合电子地图 中比例尺电子地图 按功能特点划分 浏览型电子地图 小比例尺电子地图 查询型电子地图 按区域范围划分 自然区域 分析型电子地图 行政区域 按输出和使用方式划分 单机电子地图 按用途划分 军用电子地图 电子陆图 电子海图 电子航空图 电子宇航图等 光盘电子地图 触摸屏电子地图 PDA电子地图 网络电子地图 民用电子地图 农业用电子地图 地质用电子地图 石油用电子地图 民航用电子地图等 按技术特色划分 多媒体 电子地图 三维动态电子地图 移动导航电子地图 5 电子地图系统 电子地图系统是指在计算机软硬件的支持下 ,以地图数据库为基础 ,能够进行空间信息的采集、存储、管理、分析和显示的计算机系统。 电子地图系统由硬件、软件、数据和人员等部分组成。 这里着重介绍电子地图的软件组成与主要功能。 软件系统包括操作系统、地图数据库管理软件、专业软件以及其他应用软件。 其中，地图数据库管理软件是核心软件，其主要功能如图图 所示。 图 地图数据库管理软件的功能 地图构建功能。 允许用户根据设计方案选择内容、比例尺、地图投影、地图符号、 颜色等，生产预想的地图，以满足需要。 从发展的角度来看，电子地图将成为新的地图制图平台，“地图制图平民化”趋势也将越来越明显。 地图管理功能。 除包含空间数据、属性数据和时间数据外，电子地图还包含多种数据源的数据，因此需要使用地图数据库管理这些复杂、大量的数据。 检索查询功能。 可以根据用 户需求来检索信息，并以多媒体的形式显示查询结果，包括图形到属性的 查询，属性到图形的查询，图 形、属性综合查询以及拓扑查询。 分析功能。 进行简单的空间分析和统计分析。 数据更新功能。 能提供强有力的数据输入、编辑能力，以确保及时更新数据，保证电子地图的现势性，并为再版地图创造优越的制图环境。 地图概括功能。 在电子地图中，地图概括是按照视觉限度的原理实现的，它是一个逆向过程。 当数据库中存 储了十分详细的制图数据时，正常位置的屏幕上不可能显示全部图形细节，即显示的比例尺缩小时，很多的细节被忽略了。 只有 窗 口放大时，才 能逐步显示全部细电子地图数据库 生成模块 管理模块 分析模块 显示模块 电子地图 6 节，依次放大可获得多种比例尺的效果。 输出功能。 空间查询、空间分析、地 图制图的结果，可通过一定的方式提供给用户。 本文 主要工作 以上 是 电子地图的概况，对 基于 Shape 的电子地图 显示 系统的设计主要做了以下两方面的工作： （ 1）对 Shapefile 数据存储格式进行分 析， 对地图源数据进行读取和存储。 （ 2）读入地图数据， 完成地图显示， 实现放大、缩小、漫游、图层叠加功能。 7 第 二 章 基于 Shape 的电子地图 显示 系统 概要设计 系统总体设计 系统需求 基于 shape 的电子地图显示 系统 主要具有以下功能： ● 电子地图的 显示 ● 电子地图的漫游功能 ● 无级缩放功能 ● 图层叠加显示功能 系统功能分析 图 表示了基于 Shape 的电子地图 显示系统 功能划分。 地 无 地 图 图 级 图 层 显 缩 漫 叠 示 放 游 加 图 基于 Shape 的电子地图 显示 系统 功能划分 1． 地图显示 根据用户需要装载 Shapefile 电子地图，读取数据并将地图 显示 出来。 2． 无级缩放 对显示的地图进行任何部位的无级放大和缩小， 地图细节部分将被显示出来，利于对地图进行细致 观察、研究。 3． 地图漫游 对显示的地图，可以拖动，移动到任何位置，与缩放功能配合更有利于观察细节部分。 4． 图层叠加 实现对多幅地图在同一屏幕下 ，同一个最大边界框 的管理 显示 ，方便对 多 地图 数据进行对比观察研究。 电子地图显示系统 地 图 显 示 无 级 缩 放 地 图 漫 游 图 层 叠 加 8 系统设计与实现 系统模块划分 对系统功能 进行分析，其 模块划分如图 所示： 图 系统模块划分 文件读取模块及类实现 （ 1） 文件读取模块流程图设计 文件读取模块流程如图 所示： 选 择 要 读 取 的 . S H P 文 件读 取 . S H P 文 件 头并 根 据 S h a p e 类 型 创 建 相 应 的 图 层读 取 . D B F 文 件 头并 加 载 各 记 录 项 的 描 述 信 息. S H P 文 件读 取 结 束读 取 空 间 几 何 数 据读 取 属 性 数 据读 取 点 读 取 线 读 取 面否 点 线 面 . S H P 、 . D B F 文 件 读 取 结 束是一 一 对 应一 一 对 应一 一 对 应 数据显示模块 鼠标事件模块 系统软件实现 文件读取模块 9 图 文件读取模块流程图 (2) 类 及主要函数说明 Geometry（基类） GeoPoint（点类） Shape 类型类 ： GeoPoints（点集类） GeoPolygon（多边形类） GeoPolyLine（折线类） Geometry 是点类、多边形类、折线类的基类，点类主要是对点坐标的 存取。 点集类是对多点的管理， 实现对各点的存取。 多边形类、折线类是点集的集合，实现对各部分点的存取。 FieldValue (记录 项值类 ) 记录项类： Field （记录项类） Fields （记录项集类） FieldValue 实现对各记录项值的存取。 Field 实现对记录项的管理，包括存取记录项的字段名称、字段类型、字段长度及读取记录项值 等功能。 Fields 用 STL vector、 map实现对 一行记录项的管理，包括添加记录项 Field、通过索引或者字段名取得记录项、通过字段名取索引值、记录项个数等功能。 行类： Feature （行类） 继承 Row Row 实现对一项属性记录 的构造管理， Feature 公有继承 Row，实现对一项属性记录与相对应的几何数据相联系，并对该记录边界实现存取。 DataSource (图层数据集管理类 ) DataSet （基类） Table （图层 数据 各行管理类） FeatureClass（ 图层数据类 ） FeatureClass 继承 Table 继承 DataSet， FeatureClass 实现对整个图层数据边界框的计算及存储整个图层数据， Table 实现对上面 Row的管理，包括添加行数据、取得各行 等功能。 DataSource 实现实现对各图层数据管理，取得任意图层数据。 类主要函数及功能说明见表 ： 表 类主要函数及功能说明 图层数据类： 10 类 主要函数 功能说明 GeoPoint GeoPoint (double X, double Y) 以 X、 Y 坐标构造点 GeoPoints GetPoint 通过索引返回相应点 GetPtCount 返回点集合中点的总数 SetPointCount 设置点集合中点的个数 SetPoint 通过索引设置点集中某点的值 GeoPolyline GeoPolygon SetPointsCount 设置点集合的个数 GetPointsCount 返回点集合的总数 GetPoints 通过索引返回相应的点集 FieldValue SetInt 设置记录项的整数值 SetDouble 设置记录项的浮点值 SetString 设置记录项的字符值 Field GetFieldName 返回记录项字段名 GetFieldType 返回记录项字段类型 GetFieldLen。